Способ повышения износостойкости футеровок дробилок

ХХΙ столетие будет характеризоваться всплеском результативности инновационных решений, базирующихся на практическом осмыслении природных явлений и установлении закономерностей их проявлений в различных сферах, требующих улучшение свойств материалов, веществ и жидкостей. Значимое место в качественных структурных изменениях этих объектов будет принадлежать и расширению областей применения импульсных электромагнитных воздействий, в том числе в горных машинах и оборудовании, работающих в сложных горно-геологических условиях [1].

В разработках МГГУ на кафедре «Горные машины и оборудование» (ГМО), ориентированных на создание технологий и конструкций с улучшенными свойствами, широко используется технология магнитноимпульсной обработки (МИО). Проведенные на кафедре ГМО исследования повышения эффективности некоторых традиционных методов упрочнения и защиты поверхностей деталей машин при дополнительном применении МИО показали значительное увеличение их результативности [2]. Результаты сравнительной оценки традиционных методов упрочнения деталей машин при применении МИО приведены в табл. 1.1.

Опыт масштабного использовании МИО [3] позволяет привести некоторые результаты исследований влияния МИО на структурные изменения металлов.

Технология МИО металлов заключается в воздействии на него высокоэнергетическими полями, как одиночными, так и многоразовыми импульсами с различной интенсивностью напряженности и формы импульса. Такое воздействие увеличивает темпы релаксации и структурной перестройки обрабатываемого материала. Так, под действием МИО, к примеру, в сталях и чугунах, протекают деформационные процессы, создающие напряжения сжатия до 200 – 700 МПа, происходит уменьшение параметров кристаллической решетки (a), размеров кристаллита (L) и межплоскостных расстояний (d21), табл. 1.2, а также повышение микротвердости зерна, табл. 1.3.

Таблица 1.1.

Сравнительная оценка традиционных способов упрочнения деталей машин при применении МИО (по данным проф. Кантовича Л.И., проф. Малыгина Б.В., проф. Первова К.М. )

Таблица 1.2.

Результаты рентгеновского анализа.

Таблица 1.3.

Численные значения микротвердости до и после МИО.

Табличные данные свидетельствуют об изменении микроструктуры сталей после МИО, что наглядно иллюстрируется на рис.1.

Рис. 1. Влияние МИО на структуру металлов.

Процесс электромагнитного воздействия с энергией поля равной до пороговой позволяет вывести материал с границ стабильности его свойств, обеспечить перестройку структуры в результате релаксации внутренних напряжений.

Дефектность твердого тела (его естественное состояние) является необходимой предпосылкой для осуществления изменения свойств тела при электромагнитной обработке.

Электромагнитная обработка вызывает образование магнитных диполей, возникающих под действием искажения электронного энергетического спектра, в местах локализации дефектов. Действие электромагнитного поля эквивалентно приложению к области дефектов внешнего поля напряжений. Величина энергии магнитного поля, воздействующего на материал для перестройки его структуры, должна быть менее энергии магнитного диполя. Если эта энергия достаточна для увеличения плотности дислокаций, то будет происходить упрочнение.

В целом эффективность процесса МИО может характеризоваться следующими преимуществами:

• •    высокая производительность, превосходящая производительность большинства других процессов;

• •    большая глубина проработки материала (обычно по всему прорабатываемому объему);

• •    низкая стоимость обработки, благодаря ее малой длительности и существенно меньшей стоимостью установок, например по сравнению с лазерными;

• •    простота автоматизации процесса, значительно меньшая трудоемкость и экологическая чистота процесса.